- 寫給孩子的趣味物理學
- (蘇)雅科夫·伊西達洛維奇·別萊利曼
- 558字
- 2019-12-27 14:51:26
3.3 風箏為什么能飛上天
春天到了,天空中有各色各樣五花八門的風箏。不知道在放風箏的時候,你會不會奇怪為什么當人向前牽拉風箏時,它會騰空而起,飛到風中?如果你弄明白風箏升空的秘密,你也就能知道為什么飛機能飛,蒲公英的種子能在空中飛舞,飛旋鏢能做奇怪的運動的部分原因。因為從本質來講,上述現象中的科學原理是一樣的。
風箏騰空而起,起到最關鍵作用的就是空氣的阻力,這也是飛機騰空飛行的前提條件。如圖3-4所示,如果以MN 線為風箏的斷面,當人們放風箏拉到那根風箏線時,風箏會因為它尾部較重而在傾斜的情況下運動。假設風箏運動是由右向左的,我們用a來表示風箏平面和水平線中間的夾角,也就是風箏平面的傾斜角。此時此刻作用在風箏上的力有空氣施加的阻礙風箏運動的壓力如箭頭OC 所示。因為空氣的壓力一直是垂直于地面的,所以OC和MN成直角。壓力OC 根據力的原理可以分解為所謂的力的平行四邊形,從而得到 OC 分解的兩個力OD和OP。其中OD阻礙風箏原有的運動速度,OP則使風箏向上減輕了風箏的重量。當OP的力量足夠大超過風箏的重量時,風箏就會升起來。這就是為什么我們向前牽拉風箏,會讓風箏飛更高的原因。

圖3-4 作用在風箏上的力
飛機騰空的道理也一樣,只不過手的牽拉力變成了螺旋槳或者噴氣式發動機的推進力。我們在這里僅作簡要的介紹,在后面的章節中會給大家詳細講解飛機是如何升空的。